Mars Express scopre un nuovo strato ionosferico

Lo strato, la cui esistenza era stata predetta ma mai osservata, non persiste in modo continuativo. Gli scienziati ritengono che la sua origine possa essere attribuita all’interazione dell’atmosfera con meteoriti.

L’esperimento MaRS utilizza i segnali radio che la navicella manda a Terra per le comunicazioni per sondare l’atmosfera e la ionosfera di Marte.

Questa tecnica, nota come radio-occultazione, viene usato quando la navicella “scompare” rispetto alla Terra, “nascondendosi” dietro il pianeta: i radio segnali attraversano la ionosfera marziana tra la navicella e Terra e rivelano informazioni sulla densità delle particelle cariche che la compongono.

Nel corso di due periodi di occultazione – dall’aprile all’agosto 2004 e dal dicembre 2004 al gennaio 2005 – MaRS ha messo in evidenza la presenza di regioni atmosferiche nelle quali la densità di particelle cariche (elettroni) era circa un decimo della densità dello strato ionosferico principale.

Queste regioni, localizzate tra i 65 e i 110 km di quota, caratterizzano senza ambiguità un terzo strato ionosferico che giace sotto i primi due, che si trovano rispettivamente a 135 km e a 110 km di altitudine. Le regioni a densità maggiore sono state identificate solo in alcune aree degli strati della ionosfera. Avendo confermato questa caratteristica attraverso numerose osservazioni, gli scienziati hanno concluso che il nuovo strato ionosferico è geograficamente localizzato ma ha carattere sporadico.

Allo stesso tempo, la presenza dello strato è stata osservata in momenti diversi e a latitudini diverse – mattino presto e pomeriggio nell’emisfero nord del pianeta, nella regione equatoriale e a latitudini medio-meridionali. “In ogni caso, non escludiamo l’esistenza di un terzo strato anche nella porzione della ionosfera che si trova in piena notte, anche se crediamo che sia un evento raro,” afferma Martin Pätzold, MaRS Principal Investigator.

Per quanto riguarda il meccanismo all’origine dello strato, Pätzold e colleghi immaginano un meccanismo simile a quello che sappiamo verificarsi nella ionosfera terrestre. Sulla Terra, esiste anche un basso strato ionosferico. A differenza dal Pianeta Rosso, però, non è affatto sporadico ed è creato dallo scambio di carica elettrica tra l’atmosfera e gli atomi di magnesio e di ferro presenti nei meteoriti. In effetti, per questo motivo, viene definito “strato meteoritico”

“Ci piace l’idea che il terzo strato sia creato dal flusso meteoritico, come sulla Terra,” dice Pätzold. “Su Marte, l’atmosfera è meno spessa, è più sottile e meno densa di quanto non sia sulla Terra. Le meteoriti dunque avranno bisogno di una energia maggiore per scambiare particelle cariche a 75 km di quota, dove l’atmosfera marziana diventa davvero rarefatta. La popolazione di meteore con questa energia è più limitata: in questo modo si spiega l’esistenza saltuaria del terzo strato ionosferico marziano,” conclude.

Nota per gli editori

Le scoperte sono apparse nel numero del 4 novembre di Science, in un articolo dal titolo: “A sporadic third layer in the ionosphere of Mars”.

Gli autori sono: D.A.Gurnett, D.L.Kirchner, R.L.Huff , D.D.Morgan, A.M.Persoon, T.F.Averkamp and F.Duru (Dept. of Physics and Astronomy, Univ. Iowa, USA), E.Nielsen (Max Planck Inst. For Solar System Research, Lindau, Germany), A.Safaeinili and J.J.Plaut (NASA/JPL, Pasadena, CA, USA), G.Picardi (Infocom dept., Univ.of Rome, La Sapienza, Italy).

Mars Express è stato lanciato il 2 giungo 2003 ed è in orbita intorno a Marte dal dicembre 2003. Il 19 settembre, l’ESA ha deciso di estendere la missione di un anno marziano (23 mesi), a partire dal dicembre 2005.

Per ulteriori informazioni:

Martin Pätzold, MaRS Principal Investigator
Univ. of Koln, Germany
E-mail: paetzold.martin @ web.de

Agustin Chicarro, ESA Mars Express Project Scientist
E-mail: agustin.chicarro @ esa.int

Fred Jansen, ESA Mars Express Mission Manager
E-mail: fjansen @ rssd.esa.int